基于反应谱法的系杆拱桥地震响应分析

通过有限元软件Midas/Civil,分别建立了考虑桩土共同作用和桥墩底部固结作用下的两种系杆拱桥模型,采用反应谱分析法,分析了地震作用下纵桥向X、横桥向Y桥梁的关键界面的内力及位移响应,并对比了两种模型的内力和位移响应结果,总结了桩土共同作用对桥梁地震响应的影响。     

桩土效应对钢筋混凝土双壁墩地震响应的影响

文章以某高速铁路预应力混凝土连续刚构桥施工阶段的最大悬臂状态为研究体系,运用IDA的方法,通过OpenSEES建立考虑和不考虑桩土效应的两种空间有限元模型,进行非线性时程分析。研究了桩土效应对结构自振周期的影响以及不同地震动强度作用下桩土效应对桥墩墩底曲率和墩顶位移的影响。结果表明,考虑桩土效应后结构自振周期变长,墩底最大曲率变小,墩顶最大位移一般会变大,但其值还与输入地震波的频谱特性及地震动强度有关,不排除考虑桩土效应后在某种地震波作用下当地震动强度较大时墩顶位移最大值会变小的情况。     

桩-土-桥相互作用对隔震连续梁桥地震响应的影响

随着隔震技术在桥梁结构中的广泛应用,建立合理的桥梁模型进行隔震分析十分重要。以某连续钢箱梁桥为对象,建立了墩底固结不考虑桩土、M法桩和非线性有限元桩的三种桥梁模型,通过对这三种桥梁模型进行隔震前后的地震响应分析,以研究桩-土-结构相互作用对不隔震和隔震桥梁的影响。研究表明:考虑桩-土相互作用对该桥梁隔震前、后的地震响应都具有较大的放大效应,非线性有限元桩桥梁模型的放大效应大于M法桩的桥梁模型;三种模型的隔震率相差不大,不考虑桩-土-桥梁结构相互作用不会对隔震率产生过大估计。     

不同桩基模拟方法对液化场地桥梁地震响应的影响

为了考察桩 土相互作用以及桩基土液化对桥梁结构地震响应的影响,针对处于可液化场地的某座铁路三跨预应力连续梁 拱组合桥,利用ANSYS有限元计算软件建立墩底固结模型Ⅰ及基于m值法和P-Y曲线法的全桩模型Ⅱ和模型Ⅲ,并对各模型进行振动特性计算分析和时程计算分析。结果表明:3个有限元模型的基本振型相同,均为面外横向侧弯;全桩模型Ⅱ和模型Ⅲ前5阶振型分布特点一致,验证了模型对比分析方式和P-Y曲线法的合理性;模型Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的一阶频率分别为0.836 69,0.518 95,0.502 78 Hz,拱顶横向位移时程计算值分别为0.005 13,0.020 3,0.022 1 m;考虑桩 土相互作用及液化土非线性后,结构关键位置位移响应值进一步增大;所得结论可为今后可液化场地的桥梁进行抗震分析提供参考。     

主墩不等高连续刚构桥地震响应分析

为深入研究桩土效应对连续刚构桥墩身动力学特性的影响,以及连续刚构桥存在墩身高差时在各种地震条件作用下墩身的响应特点,以实际桥梁为基础,分别设计了墩底固结和考虑桩土效应的2种有限元模型,然后通过反应谱法和时程分析法来计算在地震条件作用下2种模型的墩身响应,最后根据2个模型的内力、弯矩和剪切力数据进行对比,得出了连续式刚构桥在强烈地震中的响应特点。     

高墩大跨度连续刚构桥抗震影响因素分析研究

高墩大跨连续刚构桥是一种应用广泛的桥梁结构,其地震响应不同于一般的中小跨径桥梁,影响其抗震性能的因素有很多。文章利用有限元软件Midas/Civil进行模态分析,分别采用反应谱法和线性动态时程分析法,着重研究了考虑桩-土效应与墩底固结、二维地震输入和考虑竖向地震输入、墩高差异三种因素对高墩大跨连续刚构桥抗震性能的影响,分别得出相关结论,为类似连续刚构的抗震设计提供参考。     

基于CA模型的连续梁桥动力响应的研究

基于元胞自动机模型(CA模型)的车辆行驶仿真模型与实测数据,编制和修正了双车道随机车流仿真模拟程序,并在ABAQUS内对比连续梁在随机车流荷载与支座固结、墩底固结及考虑桩-土相互作用情况下的动力响应情况。结果表明:桩-土相互作用对桥梁横向振动特性的影响较大,对竖向振动特性的影响比较小,对墩顶位移幅值的影响比桥面大;支座固结与墩底固结模型的计算结果可能存在较大误差。     

半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震性能分析

为了掌握半整体无缝斜交桥的动力特性和地震响应特点,采用MIDAS/Civil建立了湖州贯边桥的有限元模型,进行了动力特性分析,并运用反应谱法和地震时程法对无缝化斜交桥进行了地震响应分析。结果表明:梁端台后土对桥梁的约束作用随斜交角的增大而逐渐减弱;主梁梁端台后土的作用对桥梁结构是有利的,可以有效约束桥梁纵飘;在进行地震安全性分析时,用反应谱法所得的墩底内力和墩顶位移均大于时程分析法;在进行半整体无缝斜交桥的工程设计时,应以垂直于盖梁方向输入地震动计算固定支座所产生的墩顶位移来控制桥梁的抗震安全性;所得研究成果为半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震设计和研究提供了可参考资料,对该桥型的实际工程应用和发展起到了推动作用。     

布置粘滞阻尼器的连续桥梁地震响应分析

为充分发挥粘滞阻尼器在连续梁桥抗震中的作用,提高连续桥梁的抗震性能,研究不同位置安装阻尼器对桥梁地震响应下的影响,以昆明境内某高速公路连续梁桥为背景,分别建立桥梁在不同位置下安装粘滞阻尼器的有限元模型,运用非线性动力时程分析方法对不同安装位置下梁端位移、墩底剪力及墩底弯矩进行计算分析。计算结果表明,设置粘滞阻尼器可以有效减小主梁在地震响应下的梁端位移,结构刚度差异对粘滞阻尼器效果具有一定的影响,通过合理的设置阻尼器可以使桥墩受力更均匀、合理。     

大跨度斜拉桥考虑桩土耦合效应下的动力响应分析

利用推导的黏弹性边界的等价形式处理土对结构的影响,分别采用时程分析、虚拟激励法计算结构的响应与内力。通过分析发现,由于苏通桥桩长,考虑土-结构相互作用后,结构整体刚度明显变小,其自振周期变长,结构位移明显比不考虑相互作用时增加。桩-土相互作用的存在使上部结构内力减小;相对于承台固结模型,考虑桩-土-结构相互作用使结构位移增大;与此同时主塔塔底、辅助墩及过渡墩墩底的剪力、弯矩减小,因此桩基础是控制抗震设计最关键的地方之一;鉴于地震波的输入组合对结构响应影响较为明显,在抗震设计时,需多工况输入组合求出地震作用下内力与位移的最大值组合才能保障结构的安全可靠。     

基于不同隔震体系的预制拼装桥墩桥梁结构 地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩桥梁结构的地震响应,基于OpenSEES有限元分析软件建立墩顶隔震和墩底隔震的预制拼装桥墩连续梁桥分析模型; 通过分析桥梁模型在3组不同强度、不同特性地震动激励下的动力特性、位移、内力、残余位移、预应力筋预应力、接缝压力等参数的变化,对隔震体系的隔震效果进行评估并给出了墩底隔震桥梁的设计建议。结果表明:预制拼装桥墩连续梁桥采用墩顶隔震体系和墩底隔震体系均可以大幅减小桥梁在地震中的位移和内力,延长桥梁自振周期; 采用墩梁固接、墩底隔震的桥梁结构相比于直接采用隔震支座连接墩梁的桥梁结构具有更长的自振周期、更小的震中位移和墩顶残余位移,表现出更好的隔震效果,在大地震中墩底隔震体系隔震优势更加明显; 采用墩底隔震体系的桥梁预制拼装桥墩会有更大的预应力变化、预应力损失和接缝竖向压力,因此隔震支座也应具备更高的性能。     

独柱塔空间缆索自锚式悬索桥动力特性分析

为研究独柱塔空间缆索自锚式悬索桥的动力特性,以南京江心洲大桥为工程背景,运用有限元软件Midas/civil 2015,分别建立了成桥状态的墩底固结模型和桩-土相互作用模型,对比分析了桩-土相互作用对结构动力特性的影响,并分析了恒载集度、加劲梁刚度、桥塔刚度、主缆刚度以及吊杆刚度对该类桥梁动力特性的影响规律。分析结果表明,考虑桩-土相互作用时,结构自振周期延长了1.4s,并且振型发生了变化;恒载集度主要影响结构竖弯振型;加劲梁竖向刚度对结构竖弯振型影响较大;加劲梁扭转刚度对结构各主要振型影响均不明显;桥塔纵向刚度主要影响结构纵飘振型;桥塔横向刚度对桥塔横弯振型影响较大;主缆抗拉刚度主要影响加劲梁竖弯振型;吊杆抗拉刚度的提高对结构整体刚度的贡献可以忽略。     

基于多点激励的大跨径高墩连续刚构桥行波效应分析

依托跨径布置为(68+128+68)m的某铁路预应力混凝土连续刚构桥,采用通用有限元软件建立空间动力模型研究了该桥的动力特性,对该桥在一致激励和行波效应下的内力和位移进行了对比分析。多点激励作用下的位移结果比一致激励作用下的结果大,并且随着波速的增大而逐渐逼近一致;行波效应对主墩墩顶和墩底截面的弯矩和剪力的影响明显。研究成果可为大跨径高墩铁路连续刚构桥的抗震设计提供参考。     

钢筋混凝土空心矩形桥墩振动台试验

通过地震模拟振动台试验研究了钢筋混凝土空心矩形桥墩的抗震性能,以某空心矩形桥墩为原型设计了2个具有不同配箍率的空心矩形桥墩模型试件,并对其进行地震模拟振动台试验,选取El Centro波、Taft波和人工兰州波作为地震动激励,分析了各工况荷载下桥墩顶部的加速度响应、动力放大系数和墩顶位移响应等参数;利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了桥墩有限元模型,将试验采集的加速度和位移响应同有限元计算结果进行对比分析。结果表明:2个模型试件均具有良好的抗震性能;不同地震波激励作用下,桥墩顶部加速度和位移响应不同;配箍率越高,墩身裂缝分布越密集,裂缝宽度越小;配箍率对加速度和速度响应无显著影响;验证了利用ABAQUS软件建立的有限元模型的可行性。     

寒区长大桥梁地震响应分析及影响因素研究

以寒区某河谷场地地震响应作为一座5跨刚构桥的输入激励,研究了地表融土厚度、局部场地效应及桩-土相互作用对桥墩顶底相对位移、墩底及梁身内力的影响。结果表明:在以上三影响因素中,融土厚度对桥梁各响应峰值影响最小;局部地形效应影响下,各响应峰值较与仅考虑行波效应时均有不同程度的减小;墩底内力及桥墩相对位移响应峰值受桩-土相互作用影响显著。     

重型机械荷载作用下邻近高铁桥墩的扰动性分析

为了解重型机械施工期间邻近高铁桥梁及其周围土体的扰动情况,从而保障重型机械施工期间邻近高铁的运营安全,依托宁和城际轨道交通一期工程,基于PLAXIS 3D软件建立了高铁桥墩及相应土层的有限元模型,分析了重型机械荷载作用下周围土体的变形影响范围和高铁桥墩的变位值。在此基础上,对履带吊静置前后土体侧向应力,以及重型机械施工期间邻近高铁桥墩的竖向位移、水平位移和倾斜度进行了实时监测,并将数值计算与现场实测的结果进行了对比分析。结果表明:履带吊静压后,测试点处侧向土压力明显增大,但对深层土体无明显影响,履带吊就位后各测点土压力值均无明显变化;土体附加应力随着深度的增加而迅速衰减,且土体变形的水平影响范围不超过20 m;施工过程中高铁桥墩的竖向位移、倾斜度变位情况稳定,且均小于预警值（ 0.8 mm）,但水平位移受重型机械施工影响相对较大,接近于预警值;所得结论可为今后类似邻近既有高铁线施工工程提供可靠参考。     

不同张拉顺序对斜梁桥竖向位移影响分析

以某三跨预应力混凝土连续斜交箱梁桥为依托,利用有限元软件Midas/civil建立了纵向预应力对称张拉、交错张拉和单侧张拉等不同张拉顺序模型,分析了各工况下箱梁左右腹板竖向位移的改变情况,得出了在施工阶段不同张拉顺序对三跨预应力混凝土连续箱梁桥竖向位移的影响规律。     

车—桥碰撞的数值模拟研究

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了汽车—桥墩碰撞的有限元模型,通过对汽车—桥墩的碰撞过程进行数值模拟分析,得到了碰撞过程中的碰撞力、碰撞能量和桥墩墩顶位移,分析了桥墩受撞破坏的机理,对车—桥碰撞研究具有十分重要的意义。     

单塔悬索—刚构—连续梁组合桥抗震性能分析

以乌鲁木齐市乌鲁木齐北一路桥为研究对象。根据该桥的结构特点,采用两阶段分析法的思路,建立了桥梁空间有限元分析模型,分析了该桥的动力性能;采用反应谱分析法、时程分析法计算了桥梁结构在设计反应谱、3条典型地震波作用下的地震响应,较为全面地分析了该桥的抗震性能。计算结果表明:该桥整体刚度较大,桥梁振动以顺桥向振动形式为主;2号主墩墩底截面受力最为不利,为全桥抗震设计的控制截面;塔柱在地震作用下塔底面外内力响应、塔顶面外位移响应较大,在设计时要引起足够重视。